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Die
Erfindung bezieht sich auf einen rotierend antreibbaren Schneidkopf
nach dem Patentanspruch 1.
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Es
ist bekannt, zum Schneiden von Außengewinden Schneidköpfe zu verwenden,
die mit Schneideinsätzen
versehen sind. Es ist auch bekannt, derartige Schneidköpfe selbstöffnend auszuführen. Das
Werkstück
wird in der Achse des Schneidkopfes relativ zum Schneidkopf bewegt
und zwischen Schneidkopf und Werkstück findet eine Relativdrehung
statt. Nach Beendigung des Gewindeschneidvorgangs wird der Schneidkopf
geöffnet,
d. h. die Schneideinsätze
werden mit Hilfe eines sinnreichen Mechanismus radial um eine Strecke
nach außen
bewegt, damit das Werkstück
schnell und unproblematisch aus dem Schneidkopf entfernt werden kann.
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Die
Schneideinsätze
sind so ausgestaltet, daß nach
einem Verschleiß des
Schneidprofils ein Nachschleifen erfolgt. Ein Nachschleifen hat
jedoch für
den Anwender etliche Nachteile. So ist das Nachschleifen der Gewindeschneideinsätze nur
außerhalb
des Schneidkopfes möglich.
Das Nachschleifen erfordert seitens des Anwenders eine umfangreiche Ausrüstung. Nach
dem Nachschleifen müssen
die Schneideinsätze
im Gewindeschneidkopf neu justiert werden. Eine mögliche Hartstoffbeschichtung
des Schneideinsatzes ist nach dem Nachschleifen nicht mehr vorhanden.
Gegebenenfalls muß eine
erneute Beschichtung vorgenommen werden.
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Es
ist ferner bekannt, Schneidköpfe
mit Schneideinsätzen
zum Schälen
von Werkstücken auszurüsten, zum
Beispiel auch mit Wendeschneidplatten.
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Aus
EP 0 363 483 A1 ist
ein rotierender antreibbarer Schneidkopf bekannt geworden, welcher starre
Schneideisen verwendet, die relativ umständlich um ihre Achse verdrehbar
sind. Zu diesem Zweck müßten die
Schäfte
der Schneideisen losgeschraubt und herausgezogen werden, bevor sie
um einen Winkel verdreht werden können. Dies beruht darauf, daß die Schäfte einen
Vierkant haben, der in einer Vierkantbohrung sitzt, um die Drehposition
vorzugeben. Der Zapfen-Vierkant wird einteilig mit dem Schneidwerkzeug
geformt und mit diesem fortgeworfen, falls ein Nachschleifen nicht
in Frage kommt.
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Aus
DE 44 30 184 A1 ist
ein Axialgewinderollkopf bekannt geworden, bei dem die Rollen ein Gewindeprofil
aufweisen und nach der Beendigung der Gewindeformung mit dem Werkstück außer Eingriff
gebracht werden können.
Nach Beendigung des Gewinderollvorgangs werden die Rollen gegen
eine Feder über
ein Getriebe vorgespannt und können
bei einem erneuten Rollvorgang dann mit Hilfe der Feder mit dem
Werkstück
in Eingriff gebracht werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen rotierend antreibbaren
Schneidkopf zu schaffen, bei dem ein Nachschleifen sowie ein erneutes
Justieren nach einem Schneidenwechsel entfällt. Darüber hinaus soll ein rascher
Schneidenwechsel erfolgen und ein einfaches Zusammenwirken mit dem
Werkstück.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Wie
im Stand der Technik weist der Schneideinsatz bei der Erfindung
eine Achse auf, die parallel im Abstand zur Rotationsachse verläuft. Der Schneideinsatz
ist bei einer Drehung um seine Achse in mindestens zwei im Winkelabstand
liegenden Drehpositionen am Haltebauteil befestigbar und jeder Drehposition
ist ein Schneidprofil am Schneideinsatz zugeordnet. Der Schneideinsatzkörper weist sternförmig angeordnete
Arme auf, wobei jedem Arm ein Schneidprofil zugeordnet ist.
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Erfindungsgemäß ist das
Haltebauteil und damit der Schneideinsatz zwischen einer Arbeits- und
Freigabestellung radial bewegbar, und Verstellmittel dienen zum
Verstellen des Schneideinsatzes von der Arbeits- in die Freigabestellung
und umgekehrt.
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Bei
der Erfindung sind am Haltebauteil Verriegelungsmittel vorgesehen,
um den Schneideinsatz in der jeweiligen Drehposition zu verriegeln.
Diese weisen einen Stift auf, der annähernd passend in den Zwischenraum
zwischen benachbarten Armen eingreift.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Schneidkopf
ist ein Nachschleifen des Schneideinsatzes nicht erforderlich. Bei
Verschleiß eines
Schleifprofils wird der Schneideinsatz gelöst und in einer um einen Winkel verdrehten
Position erneut am Haltebauteil befestigt. In dieser neuen Drehposition
weist der Schneideinsatz ebenfalls ein Schneidprofil auf, das nunmehr
zur Bearbeitung herangezogen werden kann. Es versteht sich, daß an einem
Körper
des Schneideinsatzes eine Vielzahl von Schneidprofilen untergebracht sein
kann.
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Nach
dem Verschleiß des
letzten Schneidprofils ist der komplette Schneideinsatzkörper durch einen
anderen zu ersetzen.
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Eine
Neujustierung des Schneidprofils bei einer um einen Winkel verdreht
angeordneten Position des Schneideinsatzes kann ebenfalls entfallen,
da dafür
gesorgt ist, mit Hilfe des Stiftes die Drehpositionen gesichert
sind.
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Es
versteht sich, daß wie
im Stand der Technik auch mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Schneideinsätze vorgesehen
werden können,
beispielsweise drei.
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Der
erfindungsgemäße Schneidkopf
wird insbesondere für
das Schneiden eines Außengewindes
mit Vorteil einsetzbar sein. Eine andere Einsatzmöglichkeit
ist das Schälen
von Werkstücken.
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Das
Schneidprofil kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung einteilig
mit dem Schneideinsatzkörper
ausgebildet sein. Alternativ kann das Schneidprofil an einem getrennten
Profilabschnitt ausgebildet sein, der lösbar am Schneideinsatzkörper befestigbar
ist. Beispielsweise kann der abgetrennte Profilabschnitt eine Schneidplatte
sein, die in geeigneter Weise am Schneideinsatzkörper befestigt ist. Die Schneidelatte
kann ihrerseits als Wechselplatte ausgebildet sein, um die Gesamtstandzeit
des Schneideinsatzes zu verlängern.
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Es
wurde bereits angedeutet, daß am
Haltebauteil Verriegelungsmittel vorzusehen sind, um den Schneideinsatz
in der jeweiligen Drehposition zu verriegeln. Nach einer Ausgestaltung
der Erfindung können
die Verriegelungsmittel einen Stift aufweisen, der annähernd passend
in den Zwischenraum zwischen benachbarten Armen eingreift. Falls
der Schneideinsatz nicht mit sternförmig angeordneten Armen versehen
ist, können
im Schneideinsatz beispielsweise Bohrungen vorgesehen werden, die
mit einem Stift am Haltebauteil zusammenwirken. Alternativ können die
Bohrungen auch im Haltebauteil und der Stift im Schneideinsatz vorgesehen
werden.
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Nach
einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Haltebauteil mit einem
ersten den Schneideinsatz aufweisenden Halteabschnitt versehen und
ein zweiter Halteabschnitt nimmt den ersten Halteabschnitt auf.
Der erste Halteabschnitt ist in versetzten radialen Positionen am
zweiten Halteabschnitt festlegbar. Diese Maßnahme trägt der Forderung Rechnung,
den Schneideinsatz und Schneidkopf für unterschiedliche Durchmesser
des Werkstücks
einzusetzen.
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Es
wurde bereits erläutert,
daß es
bekannt ist, bei Schneidköpfen
den Schneideinsatz in eine inaktive Position radial zu verstellen,
um Schneidkopf und Werkstück
außer
Eingriff zu bringen. In diesem Zusammenhang sieht eine Ausgestaltung
der Erfindung vor, daß das
Haltebauteil entlang einer radialen Führungsbahn an einem Ringbauteil
des Schneidkopfes geführt
ist, im Ringbauteil eine Welle eines Exzenters drehbar gelagert
ist und der Exzenter mit dem Haltebauteil zusammenwirkt, um bei
einer Drehung diesen radial entlang der Führungsbahn zu bewegen. Die
Exzenterwelle ist von einem Antrieb antreibbar. Ein solcher Antrieb
kann zum Beispiel ein Federantrieb sein, der nach seiner Auslösung die
Exzenterwelle um einen gewissen Betrag verstellt und dadurch das
Haltebauteil radial verstellt. Dadurch kommt das Schneidprofil mit
dem Werkstück
außer Eingriff.
Es versteht sich, daß der
Federantrieb erneut gespannt werden muß. Dies kann entweder von Hand
erfolgen oder auf motorischem Wege. Es versteht sich außerdem,
daß der
Schneideinsatz in der Arbeitsstellung verriegelt ist.
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Die
letztere Ausführungsform
lehnt sich an die Mechanik eines an sich bekannten Axialgewinderollkopfs
an, wie er etwa in
DE
44 30 184 A1 beschrieben ist. Die Walzen oder Rollen sitzen
auf einer Exzenterwelle, die von einem Zahnradgetriebe verdrehbar
ist, wenn eine Spiralfeder ausgelöst wird. Diese Anordnung ist über eine
Klauenkupplung mit einem Antriebsschaft kuppelbar. Die Kupplungshälften werden
aufeinander zu vorgespannt, und zwar ebenfalls mit Hilfe der Spiralfeder.
Durch Verdrehung des Lagerbauteils gegenüber dem Antriebsschaft erfolgt
ein Verrasten der Klauenkupplung. Kommt hingegen ein Werkstück gegen
eine Auslösestange, werden
die Kupplungshälften
außer
Eingriff gebracht und die Spiralfeder kann die Exzenterwellen antreiben
und damit die Walzrollen radial auseinanderfahren, damit das Werkstück problemlos
zwischen diesen herausgefahren werden kann. Der erfindungsgemäße Schneidkopf
kann ähnlich
ausgebildet sein, wie der oben bereits beschriebene Gewinderollkopf, wobei
es jedoch einer vorderen Lagerplatte für die Exzenterwellen nicht
bedarf. Im übrigen
kann die Mechanik genauso ausgeführt
sein, wie in
DE 44
30 184 A1 beschrieben. Es sind jedoch auch andere Axialrollköpfe bekannt
geworden, die auf einem vergleichbaren Prinzip beruhen.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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1 zeigt
die Frontansicht eines Schneidkopfs nach der Erfindung.
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2 zeigt
einen Schnitt durch den Schneidkopf nach 1 entlang
der Linie 2-2.
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3 zeigt
perspektivisch in Seiten- und Stirnansicht eine erste Ausführungsform
eines Schneideinsatzes nach der Erfindung.
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4 zeigt
perspektivisch, in Seiten- und Stirnansicht eine zweite Ausführungsform
eines Schneideinsatzes nach der Erfindung.
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In 1 sind
drei Schneideinsätze 10, 12 und 14 gezeigt.
Ein Schneideinsatzkörper 16 ist
mit acht Armen 18 versehen, die annähernd sternförmig angeordnet
sind und an ihren äußeren Ende
ein Gewindeschneidprofil 20 aufweisen. Damit gleichen die Schneideinsätze 10 bis 14 dem
in 3 dargestellten Schneideinsatz. Zwischen den Armen 18 befinden
sich Lücken 22.
Bei der Bearbeitung mit einem Schneidprofil 20 ist die
in 3 linke Flanke 24 die Spanfläche, wenn
eine Relativdrehung zu einem Werkstück (nicht gezeigt) stattfindet.
Die Ausbildung des Gewindeschneidprofils 20 ist in axialer
Richtung derart, daß zunächst ein
Einlauf 26 für
das Werkstück vorgesehen
ist, bevor die volle Gewindetiefe erzeugt wird. Das Werkstück wird
daher bei einen Schneideinsatz nach 3 von links
zugeführt.
Es versteht sich, daß bei
der Formung eines Außengewindes
jeweils nur das Schneidprofil 20 eines Arms 18 eines
Schneideinsatzes 10 bis 14 zum Einsatz kommt,
wie dies aus 1 zu erkennen ist.
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Wie
aus den 1 und 2 hervorgeht, sind
die drei in gleichem Umfangsabstand angeordnete Gewindeschneideinsätze 10 bis 14 mit
Hilfe einer Schraube 30 über eine Klemmpratze 32 in
axialer Richtung an einem ersten Halteabschnitt 34 befestigt.
Der Kopf 36 der Schraube ist daher in der Klemmpratze 32 versenkt
und steht mithin nicht nach außen
vor. Eine Bohrung 31 der Schneideinsätze 10 bis 14 nimmt
Klemmpratze 32 auf, wobei auf der gegenüberliegenden Seite der Halteabschnitt 34 einen ringförmigen Bund 33 besitzt,
der annähernd
passend in die Bohrung 31 eingreift.
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In
den Halteabschnitt 34 ist frontseitig ein Verriegelungsstift 42 eingeschraubt,
der passend in die Lücke 22 benachbarter
Arme eingreift, um die jeweilige Drehposition des Schneideinsatzes 10 festzulegen.
Ist ein Gewindeschneidprofil 20 abgenutzt, wird der Schneideinsatz 20 durch
Lösen der
Schraube 30 abgenommen und in einer weiteren Drehposition
erneut befestigt, wobei die Drehung einer Teilung der Gewindeschneidsätze 10 bis 14 entspricht.
In dieser Position wird der Gewindeschneideinsatz erneut befestigt,
damit der Schneidkopf mit anderen Schneidprofilen 20 zum
Einsatz gebracht werden kann. Die Betriebsunterbrechung, die erforderlich
ist, um ein anderes Gewindeschneidprofil 20 zum Einsatz
zu bringen, ist, wie ersichtlich, relativ kurz. Ein Nachjustieren
ist nicht erforderlich, da eine präzise Ausrichtung mit dem Festziehen
der Schraube 30 und mit Hilfe des Stiftes 42 erfolgt.
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In 2 ist
zu erkennen, daß der
erste Halteabschnitt 34 an einem zweiten Halteabschnitt 44 befestigt
ist. Die Befestigung erfolgt mit Hilfe von Schrauben, die hier nicht
dargestellt sind. Die Schrauben greifen in nicht gezeigte Langlöcher des Halteabschnitts 34,
um diesen in relativen Radialpositionen mit dem ersten Halteabschnitt 34 zu
befestigen. Dieser weist nämlich
radial beabstandete Bohrungen 46 auf, mit welchen ein Stift 48 am
zweiten Halteabschnitt 44 zusammenwirkt. Auf diese Weise kann
eine grobe Radialeinstellung des Schneideinsatzes 10 vorgenommen
werden.
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In
einer Ringscheibe 50, die mittels Schrauben 52 am
im übrigen
nicht dargestellten Schneidkopf befestigt ist, sind Wellen drehbar
gelagert, von denen eine bei 54 gezeigt ist. Die Wellen
tragen am rechten Ende einen Exzenter, hier Exzenter 56,
der unverdrehbar auf der Welle 54 sitzt und annähernd passend
in eine Ausnehmung 58 des zweiten Halteabschnitts 44 eingreift.
Eine Verdrehung der Welle 54 führt daher zu einer Radialverstellung
des Halteabschnitts 44 und damit des Halteabschnitts 34 und
damit wiederum des Schneideinsatzes 10. Die Ringscheibe 50 weist
auf der rechten Seite eine Schwalbenschwanzführung 58 auf, mit
der ein Schwalbenschwanzabschnitt 60 auf der zugewandten
Seite des Halteabschnitts 44 zusammenwirkt, wenn die beschriebene
Radialbewegung erfolgt. Statt einer Schwalbenschwanzführung kann
auch eine andere Linearführung
vorgesehen werden.
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Auf
der anderen Seite der Ringscheibe 40 ist ein Ritzel 62 auf
der Welle 54 drehfest angeordnet, das mit einem zentralen
Zahnrad 64 zusammenwirkt. Das Zahnrad sitzt auf einem Schaft 66.
Wird der Schaft 66 verdreht, erfolgt damit auch eine Verdrehung
der Exzenterwellen.
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Der
zuletzt beschriebene Mechanismus dient dazu, die Schneideinsätze
10 bis
14,
die jeweils gleich verstellbar sind wie dies in Verbindung mit
2 für den Schneideinsatz
10 beschrieben
ist, mit dem bearbeiteten Werkstück
außer
Eingriff zu bringen bzw. eine radiale Feineinstellung vorzunehmen. Der
hier angedeutete Mechanismus entspricht im übrigen dem, wie er in
DE 44 30 184 A1 offenbart
ist. Der Schaft
66 wird von einem Federantrieb in Drehung
versetzt, sobald z. B. eine nicht gezeigte Spiralfeder gelöst wird.
Dieses Lösen
erfolgt zum Beispiel dadurch, daß eine Klauenkupplung außer Eingriff kommt.
Dieses Außereingriffbringen
erfolgt dadurch, daß ein
Werkstück,
das mit einem Außengewinde versehen
wird, eine Betätigungsstange
verschiebt, welche die Klauenkupplung trennt. Dadurch kann die Spiralfeder
den Schaft
66 in Drehung versetzen und die Exzenterwellen
54 drehen,
damit die Schneideinsätze
10 bis
14 sich
radial auseinanderbewegen.
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Mit
Hilfe einer ebenfalls in
DE
44 30 184 A1 beschriebenen Maßnahme kann die Feder erneut gespannt
und das Einrücken
der Klauenkupplung bewirkt werden. Dadurch werden die Schneideinsätze
10 bis
14 in
die Arbeitsposition zwecks Erstellung eines weiteren Gewindeabschnitts
gebracht.
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In 4 ist
dargestellt, daß ein
Schneideinsatz 10a mit Armen 18a Schneidplatten 70 aufnehmen
kann, die mit einem Schneidprofil versehen werden können. Das Schneidprofil
ist nicht dargestellt. Es kann statt eines Gewindeschneidprofils
auch ein Schälprofil
oder dergleichen sein. Die Schneidelatten 70 werden in
geeigneter nicht gezeigter Weise an den Armen 10a befestigt.
Sie können
ihrerseits Wechselplatten sein, d. h. mindestens zwei Schneidprofile
aufweisen, wie dies in Verbindung mit anderen Wechselschneidplatten
an sich bekannt ist.